東湖國家自主創新示范區公共服務中心綠色建筑技術運用

楊勇凱，鄒淄旻

（中信建筑設計研究總院有限公司，湖北 武漢 430014）

1 概述

東湖國家自主創新示范區公共服務中心位于武漢光谷，基地面積20.1ha，總建筑面積14.73 萬m2（見圖1）。建設地塊是一處背靠山巒的景觀用地，內有水塘，植被豐富。為最大限度地保護山巒天際線和基地自然肌理，將服務中心設計成一個由獨立的低層單體組成的建筑聚落。

整個建筑群落圍繞一個主廣場和三個院落展開。主廣場是建筑群落的中心，它依次和西院、北院和東院相通。建筑形成連續的半圍合面，向廣場和院落展開。院落的半圍合狀態和高寬比，保證了在此休息和交流的人的舒適度。項目設計結合當地氣候特點、場地既有環境，因地制宜的選用合理綠色、節能技術進行綜合應用，達到國家綠色建筑三星標準。

圖1 東湖國家自主創新示范區公共服務中心

2 綠色建筑技術應用

2.1 構建通風廊道

武漢常年風速較低，夏季風速僅為1.6m/s，規劃設計如何改善場地微環境成為首要任務。建筑設計整體布局采用分散式建筑體量，同時對建筑局部進行架空，形成灰空間，提升各院落的空間感及舒適度，構建通風廊道。通過CFD 模擬，局部架空后場地平均風速由1.2m/s 提升至1.8m/s，整個園區的通風效率可提高50%。

2.2 多層次的屋頂綠化

采用多空間層次的屋頂綠化的方式（見圖2），在節約土地的同時，既能增加綠化覆蓋率，提高綠化在二氧化碳固定方面的作用，又可以改善屋頂的保溫隔熱效果。

圖2 多空間層次的屋頂綠化

場地鋪設了大面積的復合綠化，有效減少城市及場區氣溫逐漸升高和氣候干燥狀況，降低熱島效應，調節微氣候。同時增加場地雨水與地下水涵養，改善生態環境及強化天然降水的地下滲透能力，補充地下水量，減少因地下水位下降造成的地面下陷，減輕排水系統負荷，減少雨水的尖峰徑流量。

整個園區綠地率達到38.5%，室外透水地面比例達到53.4%。

2.3 自然通風

自然通風不僅能夠提高室內舒適度，還能夠相應的降低建筑的耗能，起到在過渡季節部分或全部取代空調的作用。通過多區域網絡法模擬，對建筑各房間進行了詳細分析，幕墻部分的開啟比達到19.3%，外窗可開啟比達到43.0%，各樓室內通風換氣次數達到了2.8 次/h以上。

2.4 自然采光

為改善室內空間的自然采光效果，建筑設計采用了小進深（18M）雙向采光設計，保證絕大多數的日間不使用人工照明。經模擬計算，該項目有76.7%的主要功能空間滿足采光規范要求，設計建筑相比于參考建筑年照明能耗降低了49.5 萬kWh，降幅達26.0%。

2.5 建筑外遮陽一體化

武漢夏季炎熱，太陽輻射強度大。各單體建筑在設計根據不同朝向，合理地設置了不同外挑、不同間距、不同角度垂直外遮陽，外遮陽的SC 值在0.75 ～0.90。在大幅降低進入室內的太陽輻射的情況下，也防止室內眩光，同時滿足建筑外部的美觀需求。

立面采用簡潔的序列組合，局部予以變化，形成整體協調穩重的建筑氣質；結合各朝向不一樣的遮陽需求，采用不同材料、間距、長度的豎向百葉，形成立面豐富的變化，到達建筑效果與外遮陽一體化（見圖3）。

圖3 建筑外遮陽一體化

2.6 圍護結構節能

通過圍護結構熱工性能的優化，建筑全年能耗比50%節能標準對應的參照系統還節能26.3%，相當于節能63.15%。

2.7 場地雨水收集利用

武漢年降雨量豐富，利用場地既有低洼水塘設計為景觀水體，作為雨水收集系統蓄水池，引導雨水進入景觀水體（3 萬m2）進行調蓄（見圖4），雨水收集量達到2.7萬m3，即可滿足回用綠化灌溉，又提升了場地土壤含水量，相比采用市政給水灌溉，單項年節約費用約2.26 萬元。

圖4 雨水收集系統蓄水池

2.8 溫濕度獨立控制的空調系統

武漢常年濕度較大，夏季相對濕度普遍在80%以上，除濕負荷比例較大。常規空調難以保證既節能又做到保證室內舒適，項目采用溫濕度獨立空調系統，夏季對新風進行降溫除濕處理，冬季對新風進行加熱加濕處理，從而避免了常規系統中溫濕度聯合處理所帶來的能源浪費和空氣品質降低的問題。由新風來調節濕度，顯熱末端調節溫度，可滿足房間熱濕比不斷變化的要求，避免了室內濕度過高或過低的現象。建筑的全年空調采暖能耗降低了220.5 萬kWh，降幅達到26.3%。

2.9 新風熱回收及室內空氣質量監測系統

項目采用溶液調濕全熱回收新風機組，不僅可以精確控制室內的濕度，還可以對排風進行全熱回收，預冷預熱新風。

為了營造健康的室內環境，在建筑室內設置合理的空氣監測系統，在主要功能房間，利用傳感器對室內主要位置的二氧化碳和空氣污染物濃度進行數據采集，將所采集的有關信息傳輸至計算機或監控平臺，進行數據存儲、分析和統計，二氧化碳和污染物濃度超標時能實現實時報警；檢測進、排風設備的工作狀態，并與室內空氣污染監控系統關聯，實現自動通風調節。

2.10 可再生能源利用

該項目僅體育中心設置了生活熱水，由太陽能集熱系統提供，比例達到48.4%。

2.11 能源監控平臺

項目搭建能源監控平臺對照明、空調、特殊用電等分類獨立計量，能源管理平臺對各能耗環節進行全面實時采集、數據分析、趨勢預測，提供詳細的能源數據報表與趨勢分析表，實現節能管理。

3 綠色建筑增量成本分析

通過合理選擇綠色技術應用，項目綠色建筑增量成本僅124.7 元/m2，增加總成本1838.8 萬元（見表1）。在合理的投資條件下，不僅實現了節地、節能、節水、節材的目標，同時也創造出了一個健康舒適的室內環境。

表1 綠色建筑增量成本

4 結束語

項目尊重原有場地的地形地貌，與周邊環境融為一體，使場地保持良好的生態環境；采用先進綠色設計理念，因地制宜的綠色技術，建筑節能率達63.15%，取得良好經濟效益和社會環境效益。